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翻轉傳統太陽能板的發電痛點,他吹起太陽能革命號角

「這個東西其實是我從垃圾桶撿到的,」才剛剛抵達餐廳不久,能源新創Flexwave(飛立威)創辦人周俊賢就先蹦出了這句話,接著從包包中拿出一塊透明方塊狀、捏起來軟軟的東西,「這個是波導材料,」乍聽之下有點讓人摸不著頭緒,不過周俊賢從垃圾桶裡撿到的這塊寶貝,正在默默吹起太陽能產業革命的號角。

垃圾桶撿起的靈感

周俊賢研究所畢業後就在太陽能產業工作,「我做一做覺得太陽能不應該只有在屋頂上,想找一個讓民眾更有感的方法。」於是就把工作辭了去交通大學念博士班。

「那天剛好工作完,覺得實驗室很髒,就叫學弟們打掃一下,」周俊賢回憶,他當時在實驗室旁篩選要丟掉的垃圾,「我本來在找paper,我就拿起一塊東西在那邊捏捏捏,突然發現我看不到我的手指,」周俊賢當時在捏的東西叫做波導矽橡膠材料,是一種封裝材料,通常晶圓出廠時為了避免沾染灰塵,就會在上面披覆一層波導材料。

紅色圈圈的區塊看不見下方的手指,是因為波導材料讓光線被轉向了。
高敬原 / 攝影

波導材料很特別,如果把它放在下方,從上往下看,會看不到四面任何的物體,背後的原因,是因為光線被轉向了,就是那塊從實驗室垃圾桶中撿到的靈感,讓周俊賢有了將波導材料用於太陽能發電的構想,「我立刻寫了一個提案給我的教授,去參加科技部的創新創業激勵計畫。」2014年Flexwave(飛立威)就在新竹科學園區成立。

材質Q彈,陰影遮蔽也能發電

要了解波導材料的好處,就必須先從傳統太陽能板談起,我們常看到的黑黑一大片的太陽能板,只要有一小格被遮蔽住,整片板子就無法發電,「可以想像成一個水管的概念,光就是太陽能板的水流 ,只要水管的一個部分被掐住,整條水管就不通了。」周俊賢解釋,這也就是為什麼傳統太陽能板需要玻璃清洗機,在戶外一旦被鳥屎、風沙覆蓋到,就必須立刻清洗才能恢復發電,「維運就是傳統太陽能最大的成本。」

因此,周俊賢的團隊利用波導材料研發出軟性波導太陽能(Flexible Waveguiding Photovoltaics)的模組技術,這種新型態的太陽能板,能透過光纖材質及發光染料的特性,達到平面聚光的效果,並將傳統太陽能板無法利用的紫外線光轉為可見光,使得放置在側邊的太陽能電池片可增加40%的電量。

波導矽橡膠材料還可以隨意彎折、耐寒防水抗UV,只要有自然光就可以發電。
高敬原 / 攝影

這種技術白話來說,就是只要環境中有自然光就可以發電,太陽能板不需要直接被光照射,且就算遇到陰影遮蔽、或是部分發電板完全被蓋住,也都可以持續發電,「光不管打到哪一個位置,進入裡面都會均勻分布,不會有哪一個太陽能電池收不到光的問題,」且波導矽橡膠材料還可以隨意彎折、耐寒防水抗UV,壽命更長達20餘年,也因為材質Q彈可重覆彎曲,因此可以依照需求做成各種造型的產品。

透過軟性波導太陽能技術,可以讓生活中很多陰影被遮蔽的狀況改善,更能避免效率不彰的問題,「不是說太陽能不能用,而是傳統方式不允它發揮該有的效能,因此大家現在看到的太陽能發電,都是在屋頂或是一整片空地。」

牆面的面積是屋頂兩倍以上,但太陽能磚還有一段路要走

「我以前工作就是在做發電,大家都會說太陽能板又黑、又重、又醜。」透過軟性波導太陽能發電,讓太陽能板擺脫「厚、硬、重」的傳統刻板印象,也因此能衍伸出更多變形應用。

許多人可能都有印象,有「矽谷川普」之稱的伊隆·馬斯克(Elon Musk),曾在2016年10月公佈了特斯拉太陽能屋瓦的原型,這是一款由玻璃瓦片內部嵌入高效率的太陽能電池的產品,在當時掀起市場一陣討論,然而跟最新消息指出,自2017年5月以來,特斯拉已經收了許多客戶的屋瓦訂金,但公司根本就還沒有量產的能力,根據《路透社》報導,截至今年5月,也只有12家鋪設特斯拉屋瓦的屋頂接入了電網。

根據《路透社》報導,截至今年5月,只有12家特斯拉瓷磚屋頂接入了電網。
Tesla

不過特斯拉的太陽能屋瓦,同樣也會面臨遮蔽導致發電效率不彰的問題,「我認為馬斯克的故事是在炒作資本,是在給投資人交代,當然同樣身為在做太陽能的,我也希望他會成功。」而正因為波導矽橡膠材料可以隨意彎折、耐寒防水抗UV的特性,周俊賢就將材料染成磚頭的顏色,推出了太陽能磚概念產品。

「牆面的面積是屋頂的兩倍以上,從太揚升起到下山都可以發電,這是一個積分的概念。」周俊賢認為太陽能磚是一個很好的題材,因為本身造型美觀,能夠讓人在日常生活中看見,才能慢慢在一般民眾心中播下種子,翻轉大眾對綠色能源的想法。不過很可惜的是目前太陽能磚雖然技術都已經到位,卻沒有量產的打算。

周俊賢認為太陽能磚是一個很好的題材,因為本身造型美觀,能夠讓人在日常生活中看見,才能慢慢在一般民眾心中部下種子,翻轉大眾對綠色能源的想法。
Flexwave

周俊賢告訴採訪團隊,其實早在兩年前就曾擔任奇想創造的技術顧問,協助大同綠能設計開發,把傳統太陽能板的玻璃,用波導矽膠取代,產品還成功通過驗證,「東西用20年沒問題,很可惜整個太陽能市場越趨低價,」他認為目前太陽能市場就是一個成本競爭的世界,「新技術進來,只要多一點成本都很難被市場接受,」因此周俊賢認為太陽能磚的理想雖好,但目前不會看到大規模應用,可能要等到「某一天政府不再補助,或人們發自內心想支持綠色能源的時候吧!」

主攻物聯網功能,在森林大火發生時提出預警

事實上,除了太陽能板,飛利威目前主攻的產品是物聯網太陽能防水盒(ARC),可以應用在偵測森林大火。

在歐美地區,時常會因為季節、氣候而造成自然森林野火,目前主要有兩種偵測技術,第一種是在森林裡面架一支200公尺高的紅外線偵測儀,可以偵測方圓500公尺有沒有熱發生,但缺點是森林面積很大,必須要裝非常多支才能覆蓋,且因為高度很高,成本非常昂貴;另一種方法是透過天上的衛星,以熱感應的方式偵測,但缺點是衛星每隔幾小時才會掃一次,資訊並不即時、範圍也不精準。

物聯網太陽能防水盒(ARC)綁在樹上後,可以偵測煙霧或熱,搭配像是NB-IoT這類的低功耗物聯網網技術彼此連結。
Flexwave

「森林大火產生的損失是國家層級的,」周俊賢談到這款物聯網太陽能防水盒(ARC)綁在樹上後,可以偵測煙霧或熱,搭配像是Sigfox、LoRa、Weightless、NB-IoT這類的低功耗物聯網網技術彼此連結,一次傳輸距離至少是30~50公里,佈署的數量就不用那麼多,一旦發生森林大火,周邊居民就會在手機上收到預警通知,「雖然不能真的消除什麼,但就是做到人身安全預警。」

周俊賢分享,因為盒子上配有軟性波導太陽能技術,因此在森林中就算被陰影、樹葉遮住,也能持續的發電,目前以中國、歐美客戶居多,台灣並沒有任何應用案例。

賭一個被看見的機會

在今年九月新加坡舉辦的施耐德(Schneider Electric)創新峰會上,Flexwave (飛立威)是唯一受邀的台灣新創公司。

周俊賢認為,現階段只想好好打產品做好,賭一個被看見的機會。
高敬原 / 攝影

在今年九月新加坡舉辦的施耐德(Schneider Electric)創新峰會上,Flexwave (飛利威)是唯一受邀的台灣新創公司。

「我知道歐洲很多公司在討論離散式能源,所以想看離散式能源加上IoT連結是怎樣,」談起這次的新加坡行,周俊賢認為新創參與這類跨國公司的活動,可以更清楚大公司想要的是什麼,「新創團隊要長大,至少要是技術領先者,或是市場領先者,施耐德因為事業分佈夠大,很清楚不同的技術、不同的市場需求。」此外,他也認為可以透過施耐德在能源管理的經驗,來驗證自己的商業模式是否可行,「他們的know-how,再往上一層就是管理的know-how,不過可惜的是,台灣的大廠就比較少提供像這樣的場合,讓企業來認識新創。」

創業至今已經四年,完全沒有任何的投資方協助,周俊賢憑著對於能源的熱誠,一路走來都靠親朋好友支持,訪談最後我問了公司中長程的目標,他低著頭看著桌上的茶杯,平穩又堅定的說:「未來啊,好好的把第一個產品做好,賭一個它被看見的機會。」

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本文授權自《數位時代》,作者:高敬原